第章蛋白質(zhì)化學課件

第12章蛋白質(zhì)化學生化教研室夏花英8403課程代碼：22680b57e1第12章蛋白質(zhì)化學生化教研室第十二章蛋白質(zhì)化學22023/9/27第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成元素組成：CHONS蛋白質(zhì)的特征元素，平均含量：16%蛋白質(zhì)含量（g）的計算：樣品中含氮量（g）×6.25第十二章蛋白質(zhì)化學22023/8/7第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子第十二章蛋白質(zhì)化學32023/9/27一、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸蛋白質(zhì)（20種）氨基酸酸、堿、酶（標準氨基酸）（編碼氨基酸）第十二章蛋白質(zhì)化學32023/8/7一、蛋白質(zhì)的基本組成單第十二章蛋白質(zhì)化學42023/9/27（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)α-碳原子為手性碳原子都為L-α-氨基酸（甘氨酸、脯氨酸除外）α氨基酸的共同結(jié)構(gòu)COOH|H2N—C—H|H甘氨酸COOH|HN—C—H|CH2—CH2脯氨酸H2C第十二章蛋白質(zhì)化學42023/8/7（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)α-第十二章蛋白質(zhì)化學52023/9/27人體內(nèi)氨基酸均為：L-氨基酸氨基酸的構(gòu)型也以甘油醛為標準：第十二章蛋白質(zhì)化學52023/8/7人體內(nèi)氨基酸均為：第十二章蛋白質(zhì)化學62023/9/27（二）氨基酸分類根據(jù)R基結(jié)構(gòu)不同分：脂肪族氨基酸芳香族氨基酸雜環(huán)氨基酸第十二章蛋白質(zhì)化學62023/8/7（二）氨基酸分類根據(jù)R第十二章蛋白質(zhì)化學72023/9/271、中性非極性氨基酸（R基無極性、疏水）2、中性極性氨基酸（R基不帶電，但有極性、親水）3、酸性氨基酸（R基含有羧基）4、堿性氨基酸（R基含有氨基）根據(jù)R基極性大小分：第十二章蛋白質(zhì)化學72023/8/71、中性非極性氨基酸（第十二章蛋白質(zhì)化學82023/9/27⑴中性非極性氨基酸NHCH32CH2第十二章蛋白質(zhì)化學82023/8/7⑴中性非極性氨基酸N第十二章蛋白質(zhì)化學92023/9/27⑵中性極性氨基酸Cys，第十二章蛋白質(zhì)化學92023/8/7⑵中性極性氨基酸Cys第十二章蛋白質(zhì)化學102023/9/27⑶酸性氨基酸第十二章蛋白質(zhì)化學102023/8/7⑶酸性氨基酸第十二章蛋白質(zhì)化學112023/9/27⑷堿性氨基酸H2N-C-NH-=NH第十二章蛋白質(zhì)化學112023/8/7⑷堿性氨基酸H2N第十二章蛋白質(zhì)化學122023/9/27（三）氨基酸的理化性質(zhì)氨基酸具有氨基、羧基、特殊R基等具堿性具酸性與醇反應成酯脫羧成胺特殊R基具有各種不同的顏色反應（兩性）第十二章蛋白質(zhì)化學122023/8/7（三）氨基酸的理化第十二章蛋白質(zhì)化學132023/9/271.氨基酸的兩性電離和等電點等電點（pI）：氨基酸所帶正負電荷相等時溶液的pH值即該氨基酸的等電點pHpHpHpIpIpI第十二章蛋白質(zhì)化學132023/8/71.氨基酸的兩性電離第十二章蛋白質(zhì)化學142023/9/27等電點是氨基酸的特征常數(shù)（固定不變）pH值離等電點越遠，氨基酸帶凈電荷越多pH＞pI，氨基酸帶負電荷pH＜pI，氨基酸帶正電荷pH＝pI，氨基酸正負電荷相等（凈電荷=0）電泳：帶電粒子在電場中向相反電極移動第十二章蛋白質(zhì)化學142023/8/7等電點是氨基酸的特征第十二章蛋白質(zhì)化學152023/9/27利用不同氨基酸pI不同（在某一pH條件下帶電不同），可對它們進行電泳分離。例：下列各氨基酸在pH6.0條件下電泳結(jié)果原點+-AspGluGlyLysArg2.83.26.09.710.8pI第十二章蛋白質(zhì)化學152023/8/7利用不同氨基酸pI不第十二章蛋白質(zhì)化學162023/9/273.氨基酸的紫外吸收芳香族氨基酸（酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸）λ=280nm光吸收蛋白質(zhì)分子中含有芳香族AA，故也有280nm的紫外吸收，故此法也可用于Pr定量。260nm第十二章蛋白質(zhì)化學162023/8/73.氨基酸的紫外吸收第十二章蛋白質(zhì)化學172023/9/27二、肽肽：氨基酸通過肽鍵連接縮合而成的化合物（一）肽的形成和命名H2N－C－C－OHR1HO－－=H－N－C－COOHR2H－－－H-H2OH2N－C－C－R1HO－－=N－C－COOHR2－－H－H肽鍵第十二章蛋白質(zhì)化學172023/8/7二、肽肽：氨基酸第十二章蛋白質(zhì)化學182023/9/27第十二章蛋白質(zhì)化學182023/8/7第十二章蛋白質(zhì)化學192023/9/27氨基末端羧基末端肽鍵第十二章蛋白質(zhì)化學192023/8/7氨基末端羧基末端肽第十二章蛋白質(zhì)化學202023/9/27多肽鏈書寫與命名命名：丙氨酰甘氨酰絲氨酸（或簡寫：H-丙-甘-絲-OH）第十二章蛋白質(zhì)化學202023/8/7多肽鏈書寫與命名命名第十二章蛋白質(zhì)化學212023/9/27（二）體內(nèi)重要的活性肽由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成功能基：-SH解毒劑GSHH谷胱甘肽谷氨酰半胱氨酰甘氨酸第十二章蛋白質(zhì)化學212023/8/7（二）體內(nèi)重要的活性第十二章蛋白質(zhì)化學222023/9/27第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學222023/8/7第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子第十二章蛋白質(zhì)化學232023/9/27一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)概念：多肽鏈中氨基酸的排列順序主要化學鍵：肽鍵第十二章蛋白質(zhì)化學232023/8/7一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學242023/9/27二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)基礎：肽鍵平面概念：以肽鍵平面為單位，盤繞、折疊形成的空間結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學242023/8/7二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學252023/9/27（一）肽鍵平面肽鍵（CO-NH）的特點：第十二章蛋白質(zhì)化學252023/8/7（一）肽鍵平面肽鍵（第十二章蛋白質(zhì)化學262023/9/27第十二章蛋白質(zhì)化學262023/8/7第十二章蛋白質(zhì)化學272023/9/27（二）二級結(jié)構(gòu)類型①α-螺旋②-折疊③-轉(zhuǎn)角④自由回轉(zhuǎn)（無規(guī)卷曲）留學生掌握：類型、作用鍵第十二章蛋白質(zhì)化學272023/8/7（二）二級結(jié)構(gòu)類型①第十二章蛋白質(zhì)化學282023/9/27①α-螺旋右手螺旋3.6個殘基/周螺距0.54nm穩(wěn)定鍵：-NH①和-CO④之間

形成氫鍵第十二章蛋白質(zhì)化學282023/8/7①α-螺旋右手螺旋第十二章蛋白質(zhì)化學292023/9/27②β-折疊數(shù)條肽鏈平行排列呈鋸齒狀肽鏈可順向或逆向排列穩(wěn)定鍵：鏈間-CO和-NH之間氫鍵第十二章蛋白質(zhì)化學292023/8/7②β-折疊數(shù)條肽鏈第十二章蛋白質(zhì)化學302023/9/27③-轉(zhuǎn)角第十二章蛋白質(zhì)化學302023/8/7③-轉(zhuǎn)角第十二章蛋白質(zhì)化學312023/9/27三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)概念：是蛋白質(zhì)分子中所有原子（主鏈+側(cè)鏈）的空間位置關系作用鍵：疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范得華引力、二硫鍵第十二章蛋白質(zhì)化學312023/8/7三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學322023/9/27二硫鍵極性基團離子鍵蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)：第十二章蛋白質(zhì)化學322023/8/7二硫鍵極性基團第十二章蛋白質(zhì)化學332023/9/27四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)兩個或兩個以上獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過次級鍵結(jié)合而形成的空間結(jié)構(gòu)亞基疏水鍵、氫鍵、鹽鍵概念：第十二章蛋白質(zhì)化學332023/8/7四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學342023/9/27血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學342023/8/7血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學352023/9/27蛋白質(zhì)1-4級結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學352023/8/7蛋白質(zhì)1-4級結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學362023/9/27五、維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的主要作用力離子鍵疏水鍵二硫鍵氫鍵范德華力第十二章蛋白質(zhì)化學362023/8/7五、維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的第十二章蛋白質(zhì)化學372023/9/27第十二章蛋白質(zhì)化學372023/8/7第十二章蛋白質(zhì)化學382023/9/27蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的作用鍵？二級結(jié)構(gòu)的作用鍵？

三級結(jié)構(gòu)的作用鍵？

四級結(jié)構(gòu)的作用鍵？

第十二章蛋白質(zhì)化學382023/8/7蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的作用第十二章蛋白質(zhì)化學392023/9/27第三節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關系第十二章蛋白質(zhì)化學392023/8/7第三節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學402023/9/27血紅蛋白結(jié)構(gòu)與功能正常β鏈：H-纈—組—亮—蘇—脯—谷—谷—貧血β鏈：H-纈—組—亮—蘇—脯—纈—谷—第十二章蛋白質(zhì)化學402023/8/7血紅蛋白結(jié)構(gòu)與功能正第十二章蛋白質(zhì)化學412023/9/27第十二章蛋白質(zhì)化學412023/8/7第十二章蛋白質(zhì)化學422023/9/27第十二章蛋白質(zhì)化學422023/8/7第十二章蛋白質(zhì)化學432023/9/27第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)與分離純化第十二章蛋白質(zhì)化學432023/8/7第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化第十二章蛋白質(zhì)化學442023/9/27一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)（一）蛋白質(zhì)的一般性質(zhì)1.呈色反應2.紫外吸收特征3.兩性電離與等電點（二）蛋白質(zhì)的高分子性質(zhì)4.蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)5.蛋白質(zhì)的變性與復性第十二章蛋白質(zhì)化學442023/8/7一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)第十二章蛋白質(zhì)化學452023/9/27（1）雙縮脲反應：

Cu2+

蛋白質(zhì)紫色絡合物

OH-原理：利用蛋白質(zhì)分子中的肽鍵CO-NH540nm比色分析1.呈色反應第十二章蛋白質(zhì)化學452023/8/7（1）雙縮脲反應：原第十二章蛋白質(zhì)化學462023/9/27（2）Folin-酚試劑反應：磷鎢酸蛋白質(zhì)

藍色化合物磷鉬酸650nm比色分析原理：利用蛋白質(zhì)分子中含有酚性羥基的酪氨酸等第十二章蛋白質(zhì)化學462023/8/7（2）Folin-第十二章蛋白質(zhì)化學472023/9/27（3）考馬斯亮藍反應：考馬斯亮藍（G-250）蛋白質(zhì)藍綠色595nm比色分析第十二章蛋白質(zhì)化學472023/8/7（3）考馬斯亮藍反第十二章蛋白質(zhì)化學482023/9/272.紫外吸收特征蛋白質(zhì)的紫外吸收：λ=280nm（色氨酸、酪氨酸）（苯丙氨酸260nm）在一定范圍內(nèi)，紫外吸收與蛋白質(zhì)濃度成正比摩爾吸光度（M-1cm-1）10,000100010010

200250

300波長（nm）TrpPheTyr第十二章蛋白質(zhì)化學482023/8/72.紫外吸收特征蛋第十二章蛋白質(zhì)化學492023/9/273.兩性電離和等電點帶負電荷凈電荷為零帶正電荷第十二章蛋白質(zhì)化學492023/8/73.兩性電離和等電第十二章蛋白質(zhì)化學502023/9/27蛋白質(zhì)所帶正負電荷相等時溶液的PH值即該蛋白質(zhì)的等電點電泳帶電粒子在電場中向相反電極移動的現(xiàn)象等電點利用電泳可將不同等電點的蛋白質(zhì)分離開第十二章蛋白質(zhì)化學502023/8/7蛋白質(zhì)所帶正負電荷相第十二章蛋白質(zhì)化學512023/9/274.蛋白質(zhì)的親水膠體性質(zhì)透析可分離純化蛋白質(zhì)破壞電荷和水化膜，蛋白質(zhì)沉淀穩(wěn)定因素：同種電荷和水化膜分子大?。?~100nm，具膠體性質(zhì)超速離心可沉降蛋白質(zhì)第十二章蛋白質(zhì)化學512023/8/74.蛋白質(zhì)的親水膠體第十二章蛋白質(zhì)化學522023/9/27蛋白質(zhì)顆粒表面的水化膜和電荷第十二章蛋白質(zhì)化學522023/8/7蛋白質(zhì)顆粒表面的水化第十二章蛋白質(zhì)化學532023/9/275.蛋白質(zhì)的變性與復性變性：理化因素影響→蛋白質(zhì)空間構(gòu)象破壞→蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變，生物學活性喪失理化因素：加熱、紫外線、強酸強堿、有機溶劑、重金屬鹽等可逆變性（復性）：去除變性因素，蛋白質(zhì)構(gòu)象恢復，恢復原有生物學活性第十二章蛋白質(zhì)化學532023/8/75.蛋白質(zhì)的變性與復第十二章蛋白質(zhì)化學542023/9/27核糖核酸酶的可逆變性（復性）8M尿素或β-巰基乙醇透析第十二章蛋白質(zhì)化學542023/8/7核糖核酸酶的可逆變性第十二章蛋白質(zhì)化學552023/9/27蛋白質(zhì)變性的應用：利用蛋白質(zhì)的變性原理達到消毒、滅菌的目的蛋白制劑的制備與儲存過程中，應注意

低溫、避光、防止酸堿污染等第十二章蛋白質(zhì)化學552023/8/7蛋白質(zhì)變性的應用：利第十二章蛋白質(zhì)化學562023/9/27二、蛋白質(zhì)的分離、純化與鑒定技術（一）沉淀法定義：蛋白質(zhì)分子相互聚集從溶液中析出的現(xiàn)象原理：破壞同種電荷和水化膜第十二章蛋白質(zhì)化學562023/8/7二、蛋白質(zhì)的分離、純第十二章蛋白質(zhì)化學572023/9/27常用沉淀蛋白質(zhì)的方法：鹽析——破壞水化膜，中和電荷有機溶劑沉淀——破壞水化膜（條件pH=pI)生物堿試劑沉淀——中和正電荷(條件pH＜pI)重金屬鹽沉淀——中和負電荷(條件pH＞pI)第十二章蛋白質(zhì)化學572023/8/7常用沉淀蛋白質(zhì)的方法第十二章蛋白質(zhì)化學582023/9/271、鹽析概念：高濃度中性鹽沉淀水溶液中的蛋白質(zhì)原理：破壞水化膜，中和電荷常用中性鹽：（NH4）2SO4、Na2SO4、NaCl、MgSO4特點：